|
Список литературы
1.
Биотехнология
управления
метановыделением
в
шахтах
/
Ю.Ф.Васючков – Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2018. Вып.4
2.
Биотехнология горных работ: Учебник. – М.: Издательство «Горная
книга», 2011. – 351 с.: ил. (Горное образование).
119
УДК 543.3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕННОЙ И ОБЩЕЙ ЖЕСТКОСТИ ВОДЫ
ОЗЕРА КРАСНОЕ ГОРОДА КЕМЕРОВО
К.О. Белоусова, А.А. Мальцева, В.Э. Суровая
Кузбасский государственный технический университет
имени Т.Ф. Горбачева
В работе представлены результаты исследований временной, посто-
янной и общей жесткости воды озера Красное Ленинского района города
Кемерово.
Понятие жесткости воды
принято связывать с катионами кальция
(Са
2+
) и в меньшей степени магния (Mg
2+
). В действительности, все двух-
валентные катионы в той или иной степени влияют на жесткость. Они вза-
имодействуют с анионами, образуя соединения (соли жесткости) способ-
ные выпадать в осадок. Одновалентные катионы (например, натрий Na
+
)
таким свойством не обладают [1].
Различают следующие виды жесткости: Общая жесткость определя-
ется суммарной концентрацией ионов кальция и магния. Представляет со-
бой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жест-
кости. Карбонатная жесткость обусловлена наличием в воде гидрокарбо-
натов и карбонатов (при рН > 8,3) кальция и магния. Данный тип жестко-
сти почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называ-
ется временной жесткостью. Некарбонатная жесткость обусловлена при-
сутствием кальциевых и магниевых солей сильных кислот (серной, азот-
ной, соляной) и при кипячении не устраняется (постоянная жесткость) [1-
3].
Вода с содержанием ионов кальция и магния до 4 мэкв / л считается
мягкой, 4–8 мэкв / л – средней, 8–12 мэкв / л – жесткой и выше 12 мэкв / л
– очень жесткой.
Жесткость воды колеблется в широких пределах и существует мно-
жество типов классификаций воды по степени ее жесткости.
Обычно в маломинерализованных водах преобладает (до 70 %–80 %)
жесткость, обусловленная ионами кальция (хотя в отдельных редких слу-
чаях магниевая жесткость может достигать 50–60 %). С увеличением сте-
пени минерализации воды содержание ионов кальция (Са
2+
) быстро падает
и редко превышает 1 г / л. Содержание же ионов магния (Mg
2+
) в высоко-
минерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соле-
ных озерах – десятков граммов на один литр воды [2].
Жесткость поверхностных вод, намного меньше жесткости подзем-
ных вод. Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным
колебаниям. Например к концу зимы, жесткость наибольшая, а в весенний
период, в период половодья, наименьшая, когда обильно разбавляется мяг-
кой дождевой и талой водой.
120
Для использования воды в качестве употребления в пищу, ее прием-
лемость по степени жесткости изменяется в зависимости от местных усло-
вий. Порог вкуса для Ca
2+
(в пересчете на мг-эквивалент) варьируется в
диапазоне 2–6 мгэкв / л, в зависимости от аниона, который рядом, а порог
вкуса для иона магния намного ниже. В некоторых случаях для потребите-
лей приемлема вода с жесткостью выше 10 мгэкв / л. Большая жесткость
плохо влияет на органолептические показатели воды, придавая ей горько-
ватый вкус и оказывает отрицательное действие на органы пищеварения.
Жесткая вода совершенно неприменима для технических целей из-за
своей высокой способности к образованию накипи и шламов. Однако нет
достоверных сведений о неприменимости жесткой воды для употребления
в пищу [4]. Не установлено каких-либо отрицательных последствий для
здоровья человека, использующего для питья воду средней жесткости.
Напротив, считается, что употребление умягченной воды, тем более ди-
стиллированной, может приводить к вымыванию из костной ткани необхо-
димых организму солей кальция [5].
Красное озеро Города Кемерово – это излюбленное место отдыха
местных жителей. Водоем имеет удобное местоположение и быстро про-
гревается в летний период. Красное озеро – место старого карьера. Именно
поэтому водоем имеет рельефное дно. А еще в нем проживают красные ра-
ки. По этим причинам озеро получило такое мистическое название [6].
Подвергали анализу на временную, общую и постоянную жесткость
пробы, взятые в разное время года и с разной глубины из озера Красное,
расположенного в Ленинском районе г. Кемерово. Длина - 1,5 км, ширина -
260 м.
Для определения временной жесткости отмеряли пипеткой 50 мл ис-
следуемой воды и переносили в коническую колбу для титрования. Добав-
ляли 2–3 капли индикатора метилового оранжевого. В приготовленную за-
ранее бюретку наливали 0,1 н. раствор соляной кислоты. Устанавливали
уровень в бюретке на нулевое деление и по каплям приливайте соляную
кислоту до изменения окраски раствора от желтой до оранжево-розовой.
Определяли объем израсходованной соляной кислоты. Титрование
повторяли еще 2 раза, каждый раз доливая кислоту в бюретку до нулевого
деления и ополаскивая колбу для титрования.
Временную жесткость рассчитайте по формуле [7]:
𝐶
экв
1
=
𝑛
экв𝐻𝐶𝑙
∙ 𝑉
𝐻𝐶𝑙
∙ 1000
𝑉
𝐻2𝑂
,
где
𝐶
экв
1
– временная жесткость воды, мэкв / л;
𝑉
𝐻𝐶𝑙
– объем кисло-
ты, пошедший на титрование;
𝑉
𝐻2𝑂
– объем анализируемой воды.
В настоящее время жесткость воды определяют комплексонометри-
ческим методом с применением ЭДТА. Для исследований проб воды на
общую жесткость заполняли бюретку титрованным раствором ЭДТА
121
(0,02 н.). Отмеряли пипеткой (50–100 мл) анализируемой воды, добавляли
5 мл буферного раствора (NH
3
+ H
2
O + NH
4
Cl) для поддержания pH в ин-
тервале 9–10 и 2–3 капли индикатора – эриохрома черного, при котором
раствор окрашивается в красный цвет. Перемешивали раствор и оттитро-
вывали из бюретки раствором ЭДТА до перехода красной окраски в си-
нюю. Титрование повторяли еще 2 раза.
Общую жесткость воды рассчитайте по формуле:
𝐶
экв
2
=
𝑛
эквЭДТА
∙ 𝑉
2ЭДТА
∙ 1000
𝑉
1𝐻2𝑂
,
где,
𝐶
экв
2
– общая жесткость анализируемой воды, мэкв / л;
𝑉
2ЭДТА
– объем раствора ЭДТА пошедшего на титрование;
𝑉
1𝐻2𝑂
– объем анализируемой воды.
Постоянную жесткость рассчитывали по формуле:
𝐶
экв
3
= 𝐶
экв
2
− 𝐶
экв
1
,
где,
𝐶
экв
3
– постоянная жесткость анализируемой воды, мэкв / л.
Результаты исследований приведены в таблице 1.
Таблица 1
Жесткость воды озеро Красное
Время
года
Временная
жесткость,
Мэкв/л
Общая жест-
кость, Мэкв/л
Постоянная
жесткость,
Мэкв/л
Оценка ре-
зультатов
Весна
4,0
8,0
4,0
Между мягкой
и средней
жесткостью
Лето
4,5
10,0
5,5
Средняя жест-
кость
Осень
5,5
13,0
8,5
Жесткая
Из таблицы 1 видно, что жесткость воды озеро Красное меняется в
зависимости от времени года.
По результатам проведенного исследования можно сделать вывод,
что между значениями жесткости воды, определенными осенью, весной и
летом, наблюдается зависимость: жесткость большинства проб воды осе-
нью несколько больше, чем весной и летом. Вероятно, интенсивное таяние
снега, представляющего собой мягкую воду, способствует разбавлению
природных вод и в целом уменьшению жесткости.
В настоящее время для умягчения воды используются самые разно-
образные химические и физические методы: обработка химическими реа-
гентами, кипячение, обратный осмос, магнитное и электромагнитное воз-
действие, ионообменные смолы [8,9]. Несомненным лидером являются
ионообменные умягчители воды, которые могут быть использованы как в
122
бытовых, так и в промышленных условиях. Современные фильтры для
ионной водоподготовки просты в эксплуатации, эффективны, значительно
снижают уровень концентрации солей жесткости [5].
Do'stlaringiz bilan baham: |
